2013-05-18 Comportament estructural pedra seca

Comportament estructural de la pedra seca. Maig 2013 www.sustenta.eu

1 de 9

VII Trobada d'Estudi per la Preservació de la Pedra Seca als Països

Catalans

Descripció del comportament estructural de la construcció de pedra seca des de l'anàlisi de la geometria i les característiques físiques

Oriol Palou sustenta.eu

... m'aclofo per oferir

un xic més de resistència

Miquel Martí i Pol

Fragment de "Tempesta". Llibre de les solituds, 1997

Els factors que possibiliten l'estabilitat de les construccions de pedra seca son complexes.

En el cas de cobertes de cabanes, barraques, aljubs, etc, com en qualsevol altre tipus de construcció

abovedada, la forma és un factor determinant en la capacitat de distribuir les càrregues. Mentre que els

murs de contenció es comporten per gravetat, i la geometria, que també hi col.labora, queda en un segon

terme.

Sigui con sigui, en tots els cassos la relació entre les peces que formen la construcció col.labora de manera

decisiva en l'estabilitat, augmentant el monolitisme i alhora permetent certa elasticitat. És evident que

factors com el pes, el tamany de les pedres, la rugositat , la relació entre peces en contacte, la duresa de la

pedra, influeixen en la capacitat resistent global.

A partir d'aquesta tesi, i tenint en compte la senzillesa de la tecnologia emprada en aquest sistema

constructiu, proposem reflexionar i experimentar sobre aquests factors, mitjançant debat i també fent

proves empíriques, per tal de que tots poguem aprendre més sobre els principis resistents de les

construccions de pedra seca, amb un doble objectiu: per una banda, poder optimitzar-ne el funcionament

en alguns cassos i per l'altra generar un cos científic que ens permeti descriure el seu comportament i per

una altra, crear eines per la normalització d'aquest tipus de construccions.


2 de 9

1.- Estat de l'art de l'estabilitat de les estructures de pedra seca

Malgrat he participat en alguna actuació de murs de pedra seca, jo no sóc un expert en aquest sistema, i no tinc cap dubte que tinc molt a aprendre de professionals com

Carles Blasco i molts altres.

Vegem quina és la situació pel que fa al coneixement de l'anàlisi dels sistemes resistents

de pedra seca.

Segons José Antonio Millán (www.jamillan.com):

Cemento de gravedad. Lo que sujeta estas piedras y yergue estos muros es la misma

fuerza que precipita al suelo a los edificios y a las personas [...]. Es la gravedad la que

tira con fuerza de cada piedra hacia abajo y, si encuentra una base firme y estable,

la fija a ésta. Así transcurre una hilera y otra, y otra, todas firmes, todas asentadas.

Su pesantez es su estabilidad.


3 de 9

Estabilitat ≠ resistència

Una de les hipòtesi de l'anàlisi de les fàbriques és que treballen a tensions son molt

baixes (resistència il.limitada a la compressió).

Fem un exemple: una paret de pedra volcànica de densitat 1800 kg/m3 (i un 10% de buit)

que suporta 40 kg/cm2, de 3 metres d'alçada i 50cm d'espessor, amb una superfície de

contacte entre pedres a la base del 20%, en la base tindrà una càrrega de 2430 kg/ml, i

per tant una tensió en les zones de contacte entre peces de 2,43 kg/cm2, un 6% de la

seva capacitat.

Aspectes estructurals: tots aquells que tenen per objecte garantir l'ESTABILITAT.

Segons la «Guía para el proyecto y la ejecución de muros de escollera en obras de

carretera», Ministerio de Fomento, Madrid, 2006 (2), els mecanismes de col.lapse d'un

mur de pedra poden ser per causa de:

.- Estabilitat global

.- Estabilitat local

.- Deslliçament

.- Enfonsament

.- Deformacions (no especificada en la "Guia"


4 de 9

Fàbrica: Un edifici de fàbrica es un conjunt de pedres disposades una sobre l'altra formant una estructura estable -

Jacques Heyman (1)

Estructura: Conjunt ordenat d'elements que serveixen de susentació d'un edifici.

Ductilitat: Capacitat d'un material de deformar-se més enllà del seu límit elàstic sense trencar.

Deformacions Cohesió – monolitisme (les fàbriques no tenen resistència a la tracció)

Capacitat de readaptar-se al deformar-se. Ductilitat o flexibilitat.

El fregament juga un paper clau, ja que si no es movilitzés (recordem que no hi ha cap

material d'unió ni mecanisme), les peces realment es desplaçarien unes respecte les

altres originant una falla local que portaria al col.lapse.

En aquest sentit, considero que és molt important la geometria de les juntes, la seva

rugositat, i la utilització adeqüada de les falques.

El que podem objectivitzar sobre aquests sistemes és:

.- Geometria (estàtica gràfica)

.- Característiques dels materials

.- Accions (gravetat, empentes)

.- Fregament entre les peces,

el paràmetre més difícil d'objectivitzar.

En les modelitzacions numèriques no sembla factible que s'hi pugui confiar. Segons la "Guía" del Ministerio: "Resulta molt difícil, a la pràctica, imposar als càlculs

condicions matemàtiques per modelitzar qüestions relatives a la col.locació, la forma, el

tamany dels blocs, tipus i tamany del contacte entre aquests, etc, tots ells aspectes de

gran importància en la realitat."


5 de 9

I si afegim la flexibilitat cal fer anàlisi de segon ordre. Pel que fa a les comprovacions mitjançant estàtica gràfica, es consideren les següents hipòtesi (aproximades):

.- Les fàbriques no tenen resistència a la tracció

.- Les tensions son molt baixes (resistència il.limitada a la compressió

.- La falla per deslpaçament no és possible (gran pes propi)

Teorema general de seguretat: per una combinació d'accions determinada, si es pot

trobar una posició qualsevol de la línea d'empentes que quedi dins de la secció de la

fàbrica, l'estructura és estable.

El concepte de seguretat d'una estructura: la seguretat és el marge que garantitza que

una estructura pot mantenir les seves prestacions a partir de la situació pèssima

considerada.

... per cert, que els sistemes constructius de pedra seca son l'únic sistema que conec on només hi ha un material i un tipus de peça

per fer edificis sencers.... tal vegada les plantes de la coberta de les cabanes desvirtuen aquesta simplicitat.


6 de 9

2.- Les llacunes dels sistemes vernàculs 2.0

Sistemes constructius vernàculs 2.0 Son fruit del coneixement i la saviesa local (amb tota la càrrega cultural, evolutiva i

emocional que això comporta)

Son Km 0

Tendeixen al mínim consum d'energia

Són fàcilment reciclables

Estan al marge (depenen poc) dels grans fluxes capitalistes, del mercat

Son 2.0 perquè evolucionen les tècniques, els transmetem en xarxa i perquè tenim eines

tecnològiques amb moltes possibilitats

En la primera edició de les jornades Low-Tech, (al 2010), que organitza el grup

Gicited, de la facultat d'enginyeria de l'edificació de Barcelona, la Valentina Maini va

manifestar la seva engúnia i rebel.lió per les llacunes d'informació quan afrontava un

projecte amb solucions que no son les estàndars del mercat (palla, adobe, fusta, ...).

Es trobava que per tal que aquests sistemes siguin utilitzats més enllà de creençes, hi

havia una gran manca de referències, normatives, prestacions, control de qualitat,

responsabilitats.

Vivim en un context socio-econòmic que exigeix moltes garanties (prestacions, qualitat,

Responsabilitat Civil, ...) i si no hi ha informació, donar aquestes garanties, queda en

general dins de l'àmbit de la temeritat.

Per evitar la necessitat d'una fe irracional per confiar en aquest sistemes, en cal INFORMACIÓ.

Portem 14 anys dedicats al disseny, anàlisi i construcció d'estructures. Portem 4 anys

amb una intensa activitat en sistemes d'estructures vernàculs 2.0 i al disseny i

monitorització de proves de càrrega per anàlisi de sostres en edificis a rehabilitar.


7 de 9

... i en totes aquestes experiències, la manca d'informació ha estat clau a l'hora

d'acceptar o rebutjar aquestes solucions... i en alguns cassos també el preu... per cert,

en un cas recent hem fet una comparativa real entre solució d'un mur de contenció de

pedra seca i formigó, i la solució de pedra seca costava un 58% de la de formigó... a

veure si el podem construïr.

Amb les demandes de la Valentina i d'altres professionals, i les nostres pròpies

experiències, vam detectar la necessitat de tenir informació útil sobre els sistemes

constructius vernàculs, low-tech, autoconstruïts, ...


8 de 9

3.- Proposta de proves de càrrega

Objectius. Per tal d'aconseguir la recuperació i normalització dels sistemes constructius

de pedra seca:

.- Cal fer investigació de qualitat

.- Aquesta investigació ha de tenir un important component empíric

.- Cal trobades com aquesta de Les Preses

.- Cal que totes les experiències que es fan arreu les compartim

Davant de les dificultats de fer una anàlisi numèric (càlculs, programes informàtics, ...),

proposem la determinació d'uns protocols de proves de càrrega per conèixer el seu

comportament i el seu grau de seguretat.

És el que estem fent en altres sistemes: canya, fusta+palla, voltes.

Amb Arquitectua-y-Paja Amb Investigació Canyera i Canya Viva

Amb Empiria Amb Investigació Canyera i Canya Viva


9 de 9

Es tracta de plantejar unes situacions esperables en projecte, materialitzar-les en un

element i registrar els moviments i altres incidents.

Concretament, el tipus de proves que cal considerar son:

.- Proves d'estabilitat global

.- Proves d'estabilitat local

.- Proves d'optimització del fregament entre peces

.- Mesura de les deformacions

La idea és establir uns protocols de control de qualitat empírics per que tant

autoconstructors com entitats de control tinguin un patró comú per validar els elements.

Els resultats d'aquestes proves serveixen per verificar el cas concret de cada element

estudiat i alhora per aprofondir en el coneixement dels sistemes. Això requereix un treball

en xarxa, fet que avui dia és senzill sempre que hi hagi voluntat.

4.- Referències

(1) Heyman, Jacques: «El esqueleto de piedra. Mecánica de la arquitectura de fábrica»,

Ed. Instituto Juan de Herrera, Madrid, 1999.

(2) «Guía para el proyecto y la ejecución de muros de escollera en obras de carretera»,

Ministerio de Fomento, Madrid, 2006.

Documents

2013-05-18 Comportament estructural pedra seca